Descomplicando RAID 01 (0+1) e RAID 10 (1+0)

Quando falamos em bancos de dados, a primeira coisa que vêem em nossas mentes é a preocupação com a performance, mas segurança para mim, realmente é fundamental. Neste artigo irei comentar um pouco sobre o uso da tecnologia RAID, mais especificamente sobre o RAID 0, RAID 1 e a junção dos dois que é um híbrido entre RAID 0 e RAID 1. Outra coisa que irei comentar é sobre a diferença entre RAID 10 (1+0) e RAID 01 (0+1) que são implementações completamente diferentes e que às vezes muitos profissionais de TI não percebem. Em resumo, mostrarei porque uma configuração em RAID 10 (1+0) tem uma certa superioridade em relação a uma configuração em RAID 01 (0+1).

O que é RAID?

- RAID por hardware é sempre uma controladora de disco, isto é, um dispositivo que pode através de um cabo conectar os discos. Geralmente ele vem na forma de uma placa adaptadora que pode ser “plugada”. O conceito básico do RAID (Redundant Array of Independent Disks) que traduzido para o português seria algo como Matriz Redundamente de Discos Independentes é combinar vários discos em uma disposição que se obtenha não só alta performance, mas também segurança no que se refere a tolerância à falhas de disco. Na verdade ele visa primariamente a proteção contra falha de disco às custas do uso de mais espaço em disco. Entretanto, as implementações do RAID têm diferenças importantes em suas características de E/S, as quais têm impacto sobre o desempenho e limitam ou ampliam sua adequação às diferentes situações. Cada nível do RAID difere na forma como a redundância é implementada no nível de hardware. Existem vários tipos de RAID e foram definidos inicialmente cinco tipos de arquiteturas de disposição de discos, RAID 1 até RAID 5, cada qual com tolerância a falhas, porém com diferentes propostas de características e performance. Além destas cinco arquiteturas, tornou-se comum referir-se a uma disposição não redundante como RAID 0.

- RAID por software é uma configuração de módulos do kernel, juntamente com utilitários de administração que implementam RAID puramente por software, e não requer um hardware especializado. RAID por software, por ter sua natureza no software, tende a ser muito mais flexível que uma solução por hardware. O lado negativo é que ele em geral requer mais ciclos e capacidade de CPU para funcionar bem, quando comparado a um sistema de hardware.

Em resumo, comparando as duas soluções e no meu ponto de vista, o RAID via hardware é transparente para o sistema operacional, e isto tende a simplificar o gerenciamento, já que via software mesmo que tenha mais opções e escolhas de configurações, pode fazer com que o gerenciamento se torne mais complexo.
RAID 0 (STRIPING – SEGMENTAÇÃO DE DADOS)

O RAID 0 não é realmente um array redundante. Como dito anteriormente, eu tiraria o R (Redundante) e deixaria apenas o AID (Array de discos Independentes) pelo fato de mesmo não proporcionar nenhuma tolerância contra falhas de disco. O uso de RAID 0 é mais indicado quando custo e performance são críticos e a integridade de dados pode ficar em segundo plano, ou seja, abrir mão da segurança em detrimento da performance. Chamamos de “striping” a combinação de vários discos em apenas uma única unidade lógica de armazenamento que particiona o espaço de armazenamento de cada disco em faixas. O striping busca melhorar o desempenho de disco distribuindo a atividade de E/S através de várias unidades de disco e reduzindo ou eliminando um gargalo de E/S. Como exemplo, é possível usar de dois a quatro discos rígidos em RAID 0, onde os mesmos serão acessados como se fosse um único disco, aumentando o desempenho do acesso aos dados. Os dados gravados são divididos em partes e são gravados por todos os discos. Na hora de ler, os discos são acessados ao mesmo tempo. De acordo com algumas pesquisas, teremos um aumento de desempenho de cerca de 97% usando dois discos, 179% usando 3 discos e algo próximo a 249% usando 4 discos. As capacidades dos discos são somadas e usando 4 discos de 80 GB, por exemplo, passaríamos a ter um único grande disco de 320 GB.

Obs: O tamanho do disco virtual criado a partir do RAID 0 é igual ao dobro do tamanho do menor disco. Isso possibilita utilizarmos discos de diferentes capacidades, porém perderemos espaço no disco de maior tamanho e o desempenho também ficará limitado ao desempenho do disco mais lento.

Atenção: a desvantagem do RAID 0 é que ele não é tolerante a falhas, ou seja, caso um disco (onde os arquivos do Oracle estão segmentados) falhe, todo o array de armazenamento falhará e conseqüentemente a instância Oracle abortará.

Exemplificando, em uma configuração RAID 0 com dois discos, um arquivo de 1 MB estaria repartido (512 KB em um setor de um disco e 512 KB em outro setor de outro disco) e a leitura dos dois setores seria feita ao mesmo tempo (um setor em cada disco), dobrando, teoricamente, a velocidade de leitura e escrita, já que o acesso aos discos tanto para escrita quanto leitura dos dados será feito em paralelo.

RAID 1 (MIRRORING – ESPELHAMENTO)

O RAID 1 consiste nos mirrors (espelhamento) de disco que mantém cópias completas e idênticas dos dados de cada mirror de disco. Todas as alterações feitas nos dados de um disco são simultaneamente feitas no mirror de disco correspondente. As leituras de disco, por outro lado, podem ser executadas em um dos mirrors de disco (a controladora de disco seleciona o mirror de disco menos ocupado) ou simultaneamente nos dois discos pelo fato da operação de E/S estar distribuída nos dois discos. Em resumo, a operação com dados neste nível possuem tendência de serem gravados mais lentamente (mas realmente acredito que a performance se mantém a mesma), porém com leitura rápida já que o sistema terá dois ponteiros para achar os arquivos. É importante salientar que o sistema mostrará apenas 1 disco, pois o segundo será um clone do primeiro. Imagine que tenhamos dois discos com 80 GB cada. Para o sistema, existirá apenas uma unidade com 80 GB, pois os dados estarão sendo duplicados (espelhados) no segundo disco, e por esse motivo passamos a ter tolerância a falhas, pois se um disco falhar o conjunto continua em operação e, se os discos suportarem a tecnologia de hot-swap (troca à quente), o disco defeituoso poderá ser substituído e o sistema fará o sincronismo sem a necessidade de parada do equipamento. No meu ponto de vista, o RAID 1 geralmente (mas nem sempre) é um tipo de array de discos adequado para os arquivos do Oracle. Se eu tivesse que escolher apenas um tipo de array de discos para o Oracle, o RAID 1 seria a melhor opção.

 

 

Obs: O RAID 1 não pode ser considerado como um substituto para backup porque neste nível os dados são replicados em discos, e no caso de deletarmos o conteúdo do primeiro disco, automaticamente os dados do disco-espelho também serão deletados.
Multiplexing e Mirroring são a mesma coisa?

Não. À primeira vista, o mirroring (espelhamento) e o multiplexing (multiplexação) parecem ser duas maneiras de fazer exatamente a mesma coisa. Por que se importar com o mirroring de hardware quando o arquivo está multiplexado, ou por outro lado, por que multiplexar quando o arquivo está no disco espelho? Na verdade, o multiplexing e os mirroring têm diferenças sutis no tipo de proteção que eles fornecem. O multiplexing é implementado no nível de software. Cada arquivo é gravado pelas operações de gravação lógica. Se uma operação de gravação lógica em uma cópia de um arquivo multiplexado em outro disco gravar dados corrompidos, os outros arquivos ainda estarão intactos, porque serão feitas gravações diferentes neles. Esse tipo de proteção não é conseguido pelo mirroring porque uma gravação corrupta nos arquivos vai corromper todas as cópias de espelho simultaneamente. Entretanto, o mirroring oferece uma vantagem diferente. Se o control file (arquivo de controle) for multiplexado em outro disco, mas não estiver espelho, a perda de uma única cópia muliplexada do arquivo de controle fará com que uma instância Oracle em execução dê pane porque o Oracle são conseguirá acessar o arquivo perdido. Neste caso, a instância deverá ser reinicializada depois que a localização do arquivo multiplexado estiver novamente disponível para o Oracle, ou após a cópia do arquivo de controle que está faltando tiver sido removida do parâmetro CONTROL_FILES no arquivo de inicialização da instância. Portanto, a perda de um arquivo de controle que é multiplexado mas não tem um espelho, causará paralização devido à pane da instância. Entretanto, se o arquivo de controle tiver espelho, a instância Oracle não terá pane e continuará sendo executada mesmo depois que um disco espelho se perder, porque o espelho no nível de hardware é transparente para o servidor Oracle.

Mesclando mirroring e striping

Este tipo de RAID é um híbrido do RAID 0 e RAID 1 que usa tanto o mirroring quanto o striping. Ele combina os benefícios de alta disponibilidade oferecidos pelo RAID 1 com os benefícios de desempenho relacionados ao striping do RAID 0. Existem duas combinações que podem ser escolhidas ao utilizar a técnica de striping e mirroring juntas a qual eu chamo de nível duplo de RAID. Observe que é preciso no mínimo quatro discos para montar este tipo de configuração.
RAID 01 (ou RAID 0+1) – Striping e Mirroring

Em uma implementação RAID 0+1, os dados são espelhados através de grupos de discos segmentados, isto é, os dados são primeiro segmentados e para cada segmento criados é feito um espelho, como demonstrado na figura abaixo:

Na figura acima vemos que o discos 1 e 2 formam um RAID 0 sendo após espelhados pelo discos 3 e 4 também em RAID 0, formando assim RAID 1 sobre RAID 0. Apesar de ser uma configuração que proporciona alta performance, se perdermos um disco em um dos lados, praticamente teremos uma configuração em RAID 0, porque em uma configuração RAID 0 se um disco falha todo o conjunto falhará. Neste caso, se o disco 1 falhar, então o disco 2 que está intacto ficará inutilizado, restando assim os discos 3 e 4 em RAID 0.
RAID 10 (ou RAID 1+0) – Mirroring e Striping

Em uma implementação RAID 1+0, os dados são segmentados através de grupos de discos espelhados, isto é, os dados são primeiro espelhados e para depois serem segmentados como demonstrado na figura abaixo:

Na figura acima vemos que o discos 1 e 2 formam um RAID 1 e os discos 3 e 4 também sendo após segmentados em RAID 0, formando assim RAID 0 sobre RAID 1. Além de ser uma configuração que proporciona o mesmo nível de performance proporcionado pelo RAID 01, o RAID 10 proporciona mais tolerância à falhas que o RAID 01 porque poderíamos ter uma falha simultânea dos discos 1 e 3 e ainda assim o conjunto estaria intacto, pois teríamos os espelhos em perfeito funcionamento. No meu ponto de vista, este conjunto é o mais indicado nos casos onde necessitamos aliar performance e redundância, como é o caso, por exemplo, de bancos de dados Oracle de alta performance.Conclusão

Nos dois casos (0+1 ou 1+0), a perda de um único disco não resultará na falha do sistema RAID. A diferença aparece no caso da perda de um segundo disco que dependendo do disco, o sistema RAID 0+1 ficaria em desvantagem sobre o sistema RAID 1+0. Uma outra diferença é na velocidade de recuperação, porque caso ocorra uma falha de disco, no sistema RAID 1+0 será necessário apenas re-espelhar um disco, ao contrário do sistema RAID 0+1 que será necessário espelhar todo um conjunto segmentado. Portanto não se esqueça que RAID 01 é diferente de RAID 10.

RAID 01 (0+1)

RAID 10 (1+0)Em resumo, para bancos de dados de produção de alta disponibilidade, escolha os arrays de disco hot swappable que permitem substituir um disco falho sem precisar desligar todo o array. Se eu não estiver enganado, esse recurso é quase que um padrão atualmente. Melhor ainda que os discos hot swappable é o recurso standby disk, no qual um disco substituto já está contido no array, pronto para assumir caso um disco falhe.

Gerenciamento Automático de ArmazenamentoA constante evolução da tecnologia Oracle busca melhorar a resposta e simplificar a gestão da plataforma tecnológica. Como resultado, surgiu o revolucionário Automatic Storage Manager, ou ASM, componente da nova versão do banco de dados Oracle 10g. O ASM possibilita que o usuário não se preocupe com RAID. Com ele, é possível aproveitar não apenas os recursos do hardware de armazenamento, mas também todas as decisões de stripping e espelhamento adequados à configuração de dados e sua dinâmica de utilização, mas é importante salientar que o ASM não substitui o RAID, mas aproveita os recursos do hardware e aplica de maneira automática e transparente para o administrador a configuração de stripping e mirroring mais adequada, de acordo com o número de dispositivos disponíveis e com as características de uso e volume do banco de dados em questão. Esse esclarecimento é importante para evitar confusões, já que o ASM usa as capacidades de RAID do hardware.

Leia mais: http://eduardolegatti.blogspot.com/2008/03/descomplicando-raid-01-01-e-raid-10-10.html#ixzz1cf31fZEm
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KVM

Embora os servidores sejam quase sempre administrados remotamente, é comum que seja usado um KVM para permitir o acesso local aos servidores quando necessário. Um KVM é um chaveador, que permite que um único conjunto de teclado, mouse e monitor seja usado para controlar várias máquinas, chaveando entre elas conforme necessário.

Existem KVMs voltados especificamente ao uso em servidores, que oferecem um grande número de saídas, são instalados diretamente no rack com os servidores e já incluem um conjunto de tela, teclado e mouse instalados dentro de uma gaveta, de forma a facilitar o acesso e reduzir o espaço ocupado:

Além dos KVMs de acesso local, temos também os modelos que oferecem acesso via rede, chamados de KVM over IP. Eles convertem a imagem recebida no cabo de vídeo em um sinal digital (normalmente comprimido usando um dos algoritmos do VNC), que é então transmitido via rede, juntamente com os sinais do teclado e do mouse. Em outras palavras, um KVM over IP é um KVM que pode ser acessado via rede a partir de qualquer lugar do mundo.

Em muitos casos, é usado um cliente em Java, que permite acessar o servidor sem nem mesmo precisar instalar software algum:

Tela de acesso remoto do KVM

Você pode se perguntar qual é a vantagem de utilizar um KVM over IP, se é possível administrar o servidor remotamente via SSH ou VNC, com um desempenho inclusive melhor. A grande questão é que o KVM é ligado diretamente nos conectores do vídeo, teclado e mouse e por isso funciona mesmo quando o servidor está desconectado da rede. Ou seja, o KVM over IP é útil justamente quando alguma coisa dá errado e o servidor fica inacessível através da rede, sem falar nos casos em que você precisa acessar as opções do setup, examinar as mensagens de boot para tentar descobrir o que está errado, ou simplesmente reinstalar o sistema remotamente.

Muitos datacenters oferecem a opção de locar o uso de um KVM over IP por um período determinado em caso de emergência, uma opção que pode ajudar você a dormir um pouco mais tranquilo, sabendo que poderá acessar seu servidor “localmente” usando o KVM em caso de problemas inesperados, como neste exemplo, onde estou abrindo um ticket para uma locação de 24 horas:

Outra opção, um pouco fora de moda mais ainda muito usada é o bom e velho terminal serial, onde toda a saída de texto (incluindo as mensagens exibidas durante o boot e a tela do Setup) são direcionadas para uma porta serial e exibidas em um terminal remoto, oferecendo algo similar ao obtido com um KVM, mas, nesse caso, apenas para modo texto.

Um outro servidor da rede, equipado com uma placa multiserial, tem cabos seriais ligados a vários outros servidores, servindo como um gateway de acesso a eles. Hoje em dia os cabos seriais são feitos usando cabos de rede, aproveitando a boa qualidade e o baixo custo dos cabos.

Quando um deles deixa de responder através da rede, você ainda pode acessar o servidor com os consoles seriais (mesmo remotamente) e acessar o servidor através dele. Alguns administradores chegam a deixar um modem programado para receber conexões, como uma última linha de defesa para o caso do switch ou do roteador da rede cair e toda a estrutura administrada por ele dentro do datacenter ficar inacessível remotamente.

 

fonte: http://www.hardware.com.br/livros/servidores-linux/kvm.html

Racks, blades e torres

Ao contrário dos desktops, que utilizam gabinetes do tipo torre, os servidores utilizam tradicionalmente gabinetes 1U, 2U, 3U, 4U ou 6U, que são instalados em racks. Os números que dão nomes aos formatos dos gabinetes indicam justamente o número de baias que eles ocupam nos racks. Os gabinetes 1U ocupam uma única baia, os 2U ocupam duas e os 4U ocupam quatro, sendo que um rack de tamanho padrão possui até 42 baias:

Rack com três gabinetes 1U e rack vazio

Os servidores no formato 1U são preferidos por empresas de hospedagem e para uso em datacenters, pois são bastante compactos (apenas 4.4 cm de altura), o que permite instalar um grande número de servidores por rack. As principais limitações do formato são as limitações com relação à ventilação (devido ao pequeno espaço interno), o que dificulta o uso de processadores com consumo elétrico elevado e a necessidade de usar coolers e fontes especiais, o que encarece os projetos. Além dos componentes básicos, sobra em geral espaço para instalar 2 ou 4 HDs de 3.5″ (de acordo com a disposição dos demais componentes) e uma única placa de expansão, instalada na horizontal, com a ajuda de um riser:

Servidor em gabinete 1U

Com tão pouco espaço interno, o uso de exaustores de 80 mm, como os usados nas fontes de alimentação fica fora de questão. A solução é utilizar exaustores de 40 mm de alta rotação, geralmente agrupados em pares, de forma a aumentar ainda mais a pressão do ar. Esse design maximiza o deslocamento de ar dentro do gabinete, compensando o espaço reduzido, mas faz com que os servidores sejam bastante barulhentos. Isso não é um grande problema em um datacenter, mas você não iria gostar de trabalhar bem ao lado de um.

Exaustores duplos de 40 mm em um gabinete 1U

Alguns servidores utilizam drives ópticos, como o servidor da penúltima foto, mas eles são mais a exceção do que a regra. Embora muitos servidores ainda sejam instalados seguindo o processo manual, dando boot usando a mídia de instalação e seguindo os passos do instalador, cada vez mais empresas (sobretudo empresas de hospedagem) optam por utilizar imagens pré-configuradas, instaladas através da rede. Nesse caso, o servidor dá boot via PXE e um servidor de boot remoto fornece a imagem binária com o sistema, o que resulta em uma brutal economia de tempo em datacenters com muitos servidores.

Continuando, temos os gabinetes 2U. Eles utilizam fontes e coolers “normais” e por isso acabam sendo um pouco mais baratos. O maior espaço interno torna o formato 2U mais adequado para servidores com dois ou mais processadores, ou que utilizam processadores de alto consumo. A altura ainda não é suficiente para instalar placas de expansão na vertical, como nos desktops, mas é possível usar um riser (como no caso dos 1U), ou utilizar placas half-height (as placas mais baixas, que possuem metade da altura das placas normais).

Servidor em gabinete 2U

Finalmente, temos os servidores maiores, que utilizam gabinetes 3U ou 4U. Existem ainda servidores 6U, mas eles são raros: normalmente este formato é usado por arrays de disco e gabinetes para blade servers (veja o tópico a seguir). Usar um gabinete 3U ou maior elimina completamente os problemas com espaço, permitindo utilizar placas de expansão na vertical e um grande número de HDs instalados em baias removíveis, mas faz com que o servidor ocupe mais espaço no rack, o que aumenta os custos ao hospedá-lo em um datacenter, onde paga-se uma taxa extra por baia utilizada.

Gabinete 3U

Os racks permitem instalar um grande volume de servidores, switchs, roteadores e outros equipamentos em uma área relativamente pequena, além de facilitar a administração, já que permitem organizar melhor o cabeamento (e reduzir o comprimento dos cabos) e podem ser rapidamente substituídos. No caso de um data-center, onde o espaço é limitado e o número de servidores instalados chega às dezenas de milhares, os racks são uma solução natural.

Naturalmente, colocar tantos servidores em um espaço físico tão pequeno torna necessário o uso de um sistema de ar condicionado, para manter a temperatura e a umidade do ambiente em níveis ideais. A temperatura mais baixa e a pouca entrada de ar externo ajudam a aumentar a confiabilidade dos servidores, já que temperaturas mais baixas ajudam a aumentar a vida útil da maioria dos componentes e menos poeira significa menos problemas relacionados aos coolers.

Outro formato que vem se tornando cada vez mais popular são os blade servers (a palavra blade vem de “lâmina”, indicando as dimensões reduzidas do formato), uma idéia engenhosa para aumentar ainda mais a densidade dos servidores e permitir o compartilhamento de componentes em comum, como fontes de alimentação e discos ópticos.

A idéia é que ao invés de ter 10 servidores 1U, com 10 fontes (ou 20, caso fossem utilizadas fontes redundantes), 20 cabos de rede (cada servidor usa tipicamente dois cabos, um para a rede e outro para gerenciamento ou redundância), além de cabos de força, cabos usados pelo KVM e assim por diante, você possa usar um único gabinete, com um número equivalente de blade servers:

Gabinete com 10 blade servers

Esse design permite simplificar bastante a arquitetura dos servidores. Ao invés de uma ou duas fontes para cada servidor, o gabinete utiliza duas ou quatro fontes de maior capacidade, além de um único switch, um único KVM e assim por diante, compartilhados entre todos os blades. Todos os conectores são agrupados em um backbone, no fundo do gabinete, de forma que os servidores são simplesmente encaixados, como cartuchos, que podem ser substituídos sem precisar desligar todo o conjunto. Atualmente, existem modelos com até 12 servidores em um único gabinete 4U (ou mesmo 3U), o que permite instalar 100, 120 ou até mesmo 150 blade servers em um único rack.

Cada blade é um servidor completo, com processador, memória, placa de rede e discos. Devido ao tamanho reduzido, os blade servers utilizam tipicamente processadores de baixo consumo e HDs de 2.5″. No início, era comum o uso de processadores da Transmeta e da VIA, mas eles acabaram sendo quase que completamente substituídos por processadores Core 2 Duo e versões atualizadas do Xeon (no caso dos Intel) ou processadores Athlon X2, Opteron ou Phenom (no caso dos AMD), que são muito mais rápidos, mas, ainda assim, relativamente econômicos. No caso dos HDs, os discos de 2.5″ são preferidos por que oferecem tempos de acesso mais baixos (embora percam com relação à taxa de transferência), além do consumo elétrico e dimensões reduzidas.

Apesar do custo unitário ser muitas vezes mais alto (sem falar no custo por megabyte), é possível instalar 4 HDs de 2.5″ em aproximadamente o mesmo espaço de um único HD de 3.5″. Naturalmente, 4 HDs de 2.5″ em RAID oferecem um desempenho muito superior ao de um único HD de 3.5″, de forma que eles acabam fazendo mais sentido quando é necessário oferecer o melhor desempenho de acesso a disco possível e o espaço é um fator limitante. Em muitos casos, os HDs locais podem ser substituídos por um array de discos compartilhado, como veremos mais adiante no tópico sobre SAN.

HP BL35p, um exemplo de blade server

Note que as principais vantagens dos blade servers são a possibilidade de instalar mais servidores no mesmo espaço físico e reduzir o volume de trabalho consumido pelo cabeamento e manutenção dos servidores. Os blade servers não são necessariamente mais baratos (pelo contrário), de forma que, em ambientes onde o espaço não é problema, usar servidores tradicionais, em gabinetes 1U ou 2U acaba fazendo mais sentido, já que eles são (quase sempre) mais baratos e oferecem melhores possibilidades de expansão.

Uma outra forma de aumentar a densidade dos servidores, sem precisar colocar mais máquinas no mesmo espaço físico é usar virtualização. Um único servidor, com vários processadores, muita memória e muito espaço de armazenamento pode ser então dividido em vários servidores virtuais, utilizando o VMware Server (que vimos no capítulo sobre virtualização), o VMware ESX Server (a versão mais parruda do VMware Server), o Xen ou outra solução similar. Devido ao compartilhamento de recursos, os servidores virtuais podem até mesmo oferecer um desempenho superior ao de vários servidores menores no mesmo espaço físico.

É importante lembrar que uma das melhores formas de reduzir o custo de administração de uma rede local é justamente concentrar os serviços em menos servidores. Se levarmos em consideração todos os custos envolvidos, incluindo energia elétrica, mão-de-obra e perdas relacionadas ao downtime dos servidores, usar um único servidor parrudo, com fonte redundante e outros apetrechos pode sair mais barato a longo prazo do que usar 5 servidores menores montados com componentes padrão, mesmo que o custo inicial seja mais alto.

Concluindo, servidores em gabinetes tipo torre também existem e respondem por quase 1/4 dos servidores vendidos, sem contar os servidores montados, que utilizam componentes e gabinetes de micros desktop. Além de serem os mais comuns em redes locais e em empresas com poucos servidores, onde a questão do espaço não é um problema, eles estão se tornando comuns também em muitos datacenters, quebrando um pouco a tradição dos racks.

Embora ocupem um pouco mais de espaço que um gabinete 2U, as torres oferecem como vantagem o fato de serem mais baratas, o que em muitos casos compensa o maior uso de espaço. Temos aqui fotos de uma das seções de um dos data centers da ThePlanet, onde são usadas torres:

 

fonte:  http://www.hardware.com.br/livros/servidores-linux/racks-blades-torres.html

Como funciona a Fibra Otica?

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Transmissão de dados e voz em longas distâncias com pouca perda de sinal e qualidade, tudo isso com altíssimas velocidades. Já pensou nas maravilhas que isso permitiria? Aposto que você deve estar pensando: baixar programas e músicas ficaria muito mais rápido e o tempo de espera por downloads seria reduzido ao mínimo.

E é exatamente isso que aconteceria, se todas as empresas de internet banda larga disponibilizassem a tecnologia da fibra ótica para os usuários. Logicamente a mudança de tecnologia demanda grandes quantias de dinheiro, por isso é difícil que tenhamos a fibra ótica em todas redes domésticas pelos próximos anos.

No Brasil, apenas algumas universidades e institutos públicos possuem este tipo de conexão.
Em 2012, algumas residências devem passar a contar com o modo de transmissão de alta velocidade da fibra ótica pelo menos é o que está prometendo uma das maiores empresas de telecomunicações do país.

Mas você sabe como funcionam os cabos de fibra ótica? Acompanhe este artigo e descubra como ocorre a transmissão de dados e voz por meio dos cabos de fibra ótica.
Aproveite também para entender o quão importante eles podem ser em nossas vidas.

Transformando dados em luz

A fibra ótica não envia dados da mesma maneira que os cabos convencionais. Para garantir mais velocidade, todo o sinal é transformado em luz, com o auxílio de conversores integrados aos transmissores. Há dois modos de converter os dados: por laser e por LED (respectivamente: fibras monomodo e multimodo. Ambas serão explicadas mais adiante).

Sem essa conversão, os dados enviados e recebidos não poderiam desfrutar das mesmas larguras de banda. Nesse momento, surge a necessidade dos cabos de fibra ótica, pois são eles que permitem a velocidade e a qualidade superiores às oferecidas pelos tradicionais cabos de cobre. O motivo disso nós vamos explicar mais à frente neste artigo.

Cabos de fibra ótica

Você imagina como é um cabo de fibra ótica por dentro? Ele não é construído apenas com a fibra de vidro e o revestimento plástico, há várias camadas que fazem parte da estrutura essencial dele. Vamos agora explicar um pouco mais sobre cada uma das camadas que compõe a fibra ótica.

Proteção plástica

Como todo cabo, a fibra ótica também precisa de proteção externa, para evitar que o desgaste natural ou as situações anômalas do tempo representem interferências no sistema. Geralmente, essa camada de proteção é composta por plásticos, tornando a aparência dos cabos de fibra ótica muito similar à apresentada por cabos de rede, por exemplo.

Fibra de fortalecimento

Logo abaixo da camada plástica, existe uma fibra de fortalecimento, bastante parecida com a que existe em cabos coaxiais de transmissão de sinal de televisão. Você sabe qual a função dela? Proteger a fibra de vidro de quebras que podem acontecer em situações de torção do cabo ou impactos no transporte.

Se a camada de fortalecimento não existisse, qualquer movimento brusco que atingisse os cabos de fibra ótica resultaria em quebra da fibra principal e, consequentemente, na perda total do sinal transmitido.

Revestimento interno

Também chamado de “Coating”, o revestimento interno tem função similar à das fibras de fortalecimento. É ele que isola todos os impactos externos e também evita que a luz natural atinja as fibras de vidro internas, o que poderia resultar em interferências muito fortes em qualquer que seja o sinal.

Camada de refração

Nas duas camadas mais internas, ocorre a parte mais importante do processo de transmissão de luz. Cobrindo o filete de fibra de vidro, a camada de refração (ou “Cadding”) é responsável pela propagação de todos os feixes, evitando que existam perdas no decorrer dos trajetos.
Em um sistema perfeito, essa camada garantiria 100% de reaproveitamento dos sinais luminosos.

Núcleo

Também chamado de “Core”. Em suma, é onde realmente ocorre a transmissão dos pulsos de luz. Construído em vidro, é por ele que a luz viaja em suas longas distâncias. No próximo tópico mostraremos os dois tipos de fibras de vidro que podem ser utilizados nos cabos.

Multimodo e monomodo

Os dois nomes que abrem este tópico representam os dois principais modelos de fibras óticas existentes atualmente. Eles são diferenciados em vários aspectos, desde o custo de produção até as melhores possibilidades de aplicação. Qual deles será mais recomendado para a construção de redes de internet?

Monomodo

Como o nome já diz, as fibras monomodo só podem atender a um sinal por vez.
Ou seja, uma única fonte de luz (na maior parte das vezes, laser) envia as informações por enormes distâncias. As fibras monomodo apresentam menos dispersão, por isso pode haver distâncias muito grandes entre retransmissores.

Teoricamente, até 80 quilômetros podem separar dois transmissores, mas na prática eles são um pouco mais próximos. Outra vantagem das fibras desse tipo é a largura da banda oferecida, que garante velocidades maiores na troca de informações.

Multimodo

Fibras multimodo garantem a emissão de vários sinais ao mesmo tempo (geralmente utilizam LEDs para a emissão). Esse tipo de fibra é mais recomendado para transmissões de curtas distâncias, pois garante apenas 300 metros de transmissões sem perdas.
Elas são mais recomendadas para redes domésticas porque são muito mais baratas.

Isso sim é velocidade

Você já viu que a fibra ótica garante velocidades muito maiores do que as oferecidas pelos fios de cobre comuns, mas ainda não viu os números exatos. Hoje, uma conexão banda larga de alta velocidade é oferecida com cerca de 10 Mbps, o que permite downloads a quase 1,25 MB/s.

Os padrões de testes da fibra ótica apontam para velocidades de 10 Gbps, o que resulta em downloads de 1.280 MB/s. É um aumento considerável, que pode ser extremamente importante para quem gosta de jogar games online ou baixar muitos arquivos pela internet.

Vale dizer que as conexões de 10 Gbps são muito potentes e devem custar muito caro, por isso são mais recomendadas para grandes empresas e universidades, locais em que a banda precisa ser muito dividida. Outra possibilidade é a instalação de padrões de fibra ótica em condomínios, que podem redividir a conexão para vários computadores.

Saudades do cobre: fibra ótica também tem defeitos

Não existe nenhuma tecnologia perfeita, por isso precisamos apresentar também as desvantagens dos cabos de fibra ótica. A principal delas é relacionada aos custos, tanto de produção quanto de implementação dos novos sistemas de transmissão.

Produzir cabos de fibra ótica envolve processos muito complexos e caros, o que exige uma demanda muito grande de usuários dispostos a pagar um pouco mais pelos recursos oferecidos pela tecnologia. Além disso, para alimentar grandes cidades seriam necessários muitos retransmissores, e há relatos de perdas grandes de sinal em retransmissores divisores.

Outros problemas estão ligados diretamente à fragilidade das fibras de vidro. Como ainda não existe uma padronização no sistema, há muitos cabos que são vendidos sem o encapsulamento protetor adequado. Isso gera instabilidade para os cabos e pode resultar em quebras dos filetes de transmissão.

Tecnologia do futuro?

Será que a fibra ótica está realmente distante da realidade? Aos poucos, algumas empresas de televisão a cabo e internet estão oferecendo pacotes que contam com os recursos da tecnologia para seus assinantes. Os preços ainda são bem altos, mas com o passar do tempo é provável que baixem consideravelmente.

Outro desafio é encontrar formas de retransmitir os sinais sem que seja necessário dispender muitos recursos, mas as vantagens oferecidas realmente impulsionam os pesquisadores.
A fibra ótica garante uma largura de banda muito maior do que o cobre, ocupando menos espaço físico e com matéria-prima (sílica) muito mais abundante.

Você está disposto a pagar um pouco a mais para ter fibra ótica na sua casa?
Ou acha que ainda não vale a pena gastar dinheiro em uma tecnologia mais moderna?

Deixe um comentário para nos dizer o que pensa a respeito da fibra ótica.

Fonte: Tecmundo

Glossário de termos relacionados à PC ou Notebook

Bluetooth: É uma tecnologia que permite você conectar seu notebook ou computador com outros aparelhos eletrônicos que possuem a mesma tecnologia para compartilhar arquivos, músicas, fotos, sem a necessidade de fios.

CDs de recovery: São CDs que acompanham o notebook da marca Acer. CDs recovery são CDs de formatação, ou seja, quando inserido no momento certo, refazem todo o sistema e deixa o notebook exatamente como era quando saiu da fábrica.

Cooler: Tanto no computador quanto no notebook vem de fábrica, mas também existe como acessório. Serve para auxiliar no controle de temperatura do sistema e evitar superaquecimento. Nada mais é que uma, duas, ou até três ventoinhas que ajudam a manter o sistema numa temperatura mais resfriada.

CPU (Central Processing Unit): É outro nome dado ao processador. É onde todas as ações do computador ou notebook acontecem.

DPI: É Dot Per Inch, ou Pontos por Polegada. Significa o valor da resolução de impressoras e também em câmera digitais. Quanto maior o DPI melhor é a imagem impressa.

Drive óptico: É um dispositivo de leitura e gravação, tanto de CD quanto de DVD. Pode ser interno, ou seja, encaixado na CPU, ou externo e portátil com entrada USB. Os melhores drives ópticos são aqueles que possuem maior velocidade de leitura. Os internos são os que possuem maior velocidade de leitura.

Dual View: Este recurso, encontrado em quase todos os notebooks, permite acoplar um monitor externo na saída VGA encontrado atrás do aparelho. Assim este monitor pode ser utilizado para ampliar as imagens do notebook em suas apresentações, ou como substituição da tela por uma tela com mais resolução.

Dual-core: É um processador que possui dois núcleos independentes na mesma plataforma. Desta maneira, as atividades são divididas tornando o computador muito mais rápido.

Endereço de IP: Como diz o nome é o endereço da sua máquina, uma identificação pela internet. Hoje, para evitar invasões dos hackers, os números de IPs são dinâmicos e não mais fixos.

Full HD: Uma tela Full HD possui resolução widescreen de 1920 x 1080p. É uma altíssima resolução e a melhor qualidade de imagem possível encontrado em computadores e notebooks.

Função Hibernação: Quando deixa seu computador ou notebook ligado e parado durante algum tempo, ele entre na função hibernação, que poupa energia do computador e deixa-o como se estivesse desligado. Para sair da função hibernação, pressione por até 2 segundos o botão de ligar e espere, dentro de um minuto, o computador retomar os trabalhos que estavam sendo executados antes da hibernação.

GHz: Batizado de Gigahertz. Normalmente define a velocidade de resposta do processador, ou seja, quanto mais GHz, mais rápido será o processador em gerencia suas tarefas.

Hardware: É tudo que é material em um computador. Todos os equipamentos, acessórios, dentro e fora que necessite de um processamento.

HD (Hard Drive): São os “C:”, “D:”, “E:” que você vê no seu computador. Um HD pode ser utilizado integralmente ou dividido em várias partes, depende da sua organização. Hoje existem HDs externos, o que facilita o transporte de seus arquivos de forma mais segura.

HDMI (High-Definition Multimidia Interface) : Significa interface multimídia de alta definição. HDMI é um sistema de conexão de alta tecnologia capaz de transmitir áudio e vídeo através de um único cabo. É totalmente digital e proporciona imagens perfeitas de altíssima qualidade.

LCD: Significa Liquid Crystal Display, traduzindo Tela de Cristal Líquido. São monitores mais modernos que dispensam tubo de imagem traseiro e possuem melhor definição.

MB / GB: O megabyte / gigabyte serve para definir a capacidade de memória que o computador ou notebook possui.

Memória RAM: É a responsável pelo o armazenamento de dados e pela instrução que o processador precisa para executar suas tarefas.

MHz: Chamado de Megahertz. Representa normalmente a velocidade com que as informações são transmitidas do CPU para a placa mãe.

PCI: Sigla para Peripheral Component Interconnect (Interconector de Componentes Periféricos). É um tipo de conexão para computadores. Basicamente serve para a transmissão de arquivos grandes com uma velocidade relativamente maior que o comum.

Placa de vídeo: Como o nome já diz é a responsável pela imagem que você vê na tela do seu computador ou notebook. Algumas mais evoluídas outras menos, mas todas com um fundamento específico. Se você precisa de uma para jogar, ou utilizar em aplicativos que façam um bom uso da imagem, procure uma com boa configuração. Já se for uma para trabalhar com textos e pequenas coisas, uma básica já é bem suficiente.

Placa-mãe (motherboard): Como o próprio nome já diz, é a “mãe” de todas as funções que se executam no seu computador ou notebook, como o processador, memória RAM, conectores de teclado, mouse, impressora entre outros.

Processador: O processador é a parte mais importante do seu computador ou notebook. É ele que recebe e interpreta as informações. Quanto mais rápido for processador, mais rápido será seu computador ou notebook. Sua capacidade é medida por “hertz” que significa “instruções por segundo”, logo 100 Hz são 100 instruções/segundo. 100mhz são 100 milhões de instruções/segundo e 1ghz são 1 bilhão de instruções/segundo.

RPM: Significa Rotações Por Minuto. Serve para indicar a velocidade de “giro” dos discos rígidos (HDs), ou seja, quanto maior o RPM, mais rápido será o acesso aos arquivos.

Software: é um conjunto de informações ou instruções que permitem o computador processar e realizar tarefas úteis. Por exemplo, o Windows é um tipo de software.

USB: É a sigla de Universal Serial Bus (USB). É um tipo de conexão para acessórios. Basta conectar um pendrive, um controle, uma máquina fotográfica, para acessar suas configurações e arquivos direto no seu computador. Uma das soluções mais prática já desenvolvida para computadores e notebooks.

Wi-fi: É uma maneira de se conectar a internet por sinais transmitidos digitalmente. Seu computador ou notebook possui um receptor de sinal que ao detectar um sinal pode se conectar a internet sem problemas, sem fios e em alguns lugares sem cobranças.

Wireless: É uma tecnologia que uni computadores ou notebook entre si através de ondas de rádio ou infravermelho, sem necessidade de utilizar fios. Seu funcionamento é simples, basta ter um transmissor de sinal central e através dele todos podem se conectar.

Ultra Low Voltage (ULV): Nova categoria de processadores freqüentemente utilizados em notebooks e netbooks. O ULV utiliza menos energia colaborando na redução de calor produzido emitido pelas baterias. Deste modo a vida útil das baterias aumentam conservando sua autonomia.

 

Se gostou, Comenta ae!

 fonte: http://blogandomicrosoft.wordpress.com/2011/01/12/glossrio-de-termos-relacionados-pc-ou-notebook/#comment-107

Microsoft apresenta o Touch Mouse para o Windows 7

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A Microsoft apresentou nesta última semana na CES 2011 um novo mouse chamado “Touch Mouse“, que tem como principais características o multitouch e a superfície sensível a toques bastante útil, desenvolvido especialmente para quem utiliza o Windows 7.

O Touch Mouse parece ser um mouse tradicional, tem os dois botões no topo e a tecnologia BlueTrack, que faz com que ele rode liso mesmo em superfícies pouco amigáveis, como sofás e tapetes. O grande diferencial do Touch Mouse, porém, é que sua parte superior é sensível a toques, a múltiplos toques, podendo ser usado com até três dedos simultaneamente.

E pelas demonstrações e esquemas apresentados, esse recurso deve sem dúvida nenhuma fazer a diferença no uso diário. Com um dedo, a superfície tátil funciona como a wheel, rolando páginas na horizontal e na vertical, além de avançar/voltar páginas com o dedão.
Com dois dedos, manipula-se janelas: maximizar, minimizar, jogar as janelas de um lado para outro via Aero Snap. E com três, as janelas abertas são expandidas para ocupar toda a extensão do monitor, num efeito que, não dá pra pegar, lembra muito o Exposé, do Mac OS X. Veja com mais detalhes no vídeo a seguir:

 

O Touch Mouse virá em conjunto com uma nova versão do IntelliPoint, o utilitário de configuração de mouses e teclados da

Microsoft.
O produto já está disponível para pré-venda nos E.U.A, pelo preço sugerido de US$ 79,95, e a expectativa é de que seja lançado em junho desse ano.

fonte: http://blogandomicrosoft.wordpress.com/2011/01/12/microsoft-apresenta-o-touch-mouse-para-o-windows-7/

Saiba o que é um endereço MAC

Quando você cria uma rede doméstica ou comercial em um roteador, existem três opções: deixar a internet aberta para todos os usuários que se conectarem à rede, compartilhar apenas a rede cabeada, deixando o Wi-Fi protegido por senha, ou limitar o acesso à rede baseado no endereço MAC.

Como todos sabem, senhas podem ser hackeadas, e deixar a internet aberta não é a melhor opção que existe para sua segurança. A solução é escolher no seu roteador quais os endereços MAC que poderão acessar a rede.

Com isso você tem controle absoluto sobre quem pode ou não acessar a network que você criou, e pessoas não autorizadas não receberão sequer um endereço de IP do seu roteador.

O que é um endereço MAC?

MAC é a sigla de Media Access Control, ou seja, o Endereço MAC nada mais é que o endereço de controle de acesso da sua placa de rede. É um endereço único, com 12 dígitos hexadecimais, que identifica sua placa de rede em uma rede.
Ele se parece com isso:

 

De posse dos números e letras que formam os endereços MAC dos computadores da sua rede, você não precisa sequer definir uma senha para o Wi-Fi. Apenas computadores com o endereço autorizado poderão acessar a rede. O roteador não distribuirá endereços de IP para dispositivos sem o MAC cadastrado no sistema.

Onde encontrar o endereço MAC do meu computador?

Aí depende. Se você está usando um PC com Windows é em um lugar, em um PC com Linux ou Mac é em outro. Vamos tentar cobrir praticamente todas as possibilidades, mas se você  se lembrar de alguma que não abordei, coloque nos comentários! OK?

Windows 95, 98 e ME

1. Clique no botão “Iniciar” e clique em “Executar”;
2. Digite “winipcfg” no campo que aparece;
3. Clique no botão “OK”;
4. Na janela que aparece, o endereço MAC está listado como “Endereço do adaptador”.

Windows NT, 2000, XP, Vista e 7

1. Clique no botão “Iniciar” e clique em “Executar”;
2. Digite “CMD” na tela que aparece e pressione “OK”;
3. Digite “ipconfig –all” (não se esqueça do traço) e pressione a tecla “Enter”;
4. No texto que aparece, o endereço MAC está listado como “Endereço físico”.

MAC OS9 ou anterior

1. Acesse o “Painel de controle;”
2. Selecione a opção “TCP/IP”;
3. Na tela que aparece, clique em “Arquivo” e em “Obter informações”;
4. Na janela exibida, o endereço MAC está listado como “Endereço de hardware”.

MAC OSX

1. Clique em “Preferências do sistema”;
2. Na janela que aparece, clique em “Rede”;
3. Na próxima janela, selecione a aba “TCP/IP”;
4. O endereço MAC está listado como Endereço Ethernet.

Linux ou UNIX

1. Abra o “Terminal”;
2. Na janela do Terminal, digite “ifconfig” e pressione a tecla “Enter”;
3. Caso receba a mensagem command not found, digite /sbin/ifconfig ou /bin/ifconfig e pressione a tecla “Enter”;
4. O endereço MAC está listado como HWaddr no campo designado por eth1 ou wlan0 (por padrão, embora possam ocorrer alterações no nome de acordo com a distribuição do Linux utilizada e as suas configurações).

E o endereço MAC do meu smartphone

Plela grande quantidade de sistemas operacionais para aparelhos celulares, em cada um é um local diferente, por isso estamos mostrando aqui os mais comuns, caso você tenha outro ou conheça que não foi listado apresente nos comentários.

Windows Mobile 5.x e 6.x

1. Antes de mais nada, ligue a conexão Wi-Fi do seu aparelho;
2. Clique no botão “Iniciar” e escolha a opção “Configurações”;
3. Clique na aba “Conexões” e clique sobre o ícone “LAN” sem fios;
4. Clique na aba “Avançado”. O endereço MAC está listado aí.

iPhone e iPod Touch

1. Clique no ícone “Configurações”;
2. Selecione a opção “Geral”;
3. Clique sobre a opção “Sobre”;
4. O endereço MAC está listado como Wi-Fi Address.

Android

1. Acesse o “Menu” e clique no ícone de “Configurações”;
2. Clique sobre a opção “Sobre o telefone”;
3. Agora clique sobre a opção “Status”;
4. O endereço de MAC está listado como Endereço MAC da rede Wi-Fi.

BlackBerry

1. Acesse o “Menu” do aparelho;
2. Clique no botão “Opções”;
3. Agora clique na opção “Status”;
4. O endereço MAC está listado como WLAN MAC address.
   

Já sei o que é endereço MAC, mais o que posso fazer agora?

Agora é só configurar sua rede para aceitar apenas dispositivos com o endereço MAC cadastrado. Lembre-se de efetuar os cadastros utilizando um computador com conexão por cabos, e cadastrar primeiramente o endereço MAC do computador que você está utilizando para fazer os cadastros.

A localização dos cadastros varia de roteador para roteador, mas deve se parecer com “filtragem de MAC” ou “Filtro de Endereço MAC”. Procure no manual do seu roteador ou no arquivo de ajuda para descobrir como cadastrar corretamente os endereços que você arrecadou.
Nunca mais seu vizinho pentelho vai roubar seu sinal de Wi-Fi e acabar com sua conexão.

Lembre-se de que dispositivos não cadastrados não receberão um endereço de IP do seu roteador e, por consequência, não conseguirão acessar a rede. Sempre que um amigo levar um laptop, smartphone ou computador na sua casa e quiser acessar a rede ou a internet, será necessário cadastrar o endereço MAC do dispositivo dele.

Entretanto, esse cadastro precisa ser feito uma única vez. Ele é salvo na memória do roteador e sempre que aquele aparelho quiser acessar a rede, um endereço de IP será definido para ele. Fonte: http://blogandomicrosoft.wordpress.com/

 

Acer renova seu nettop

Anunciado na última IFA, o mais novo nettop da Acer chega aos mercados da Europa neste fim de ano. O Revo 2 parece o PlayStation 2 Slim e seus detalhes fazem dele uma companhia elegante para a TV da sala de casa.

O aparelho tem processador dual-core AMD Athlon II Neo com 1,3 GHz de clock e placa gráfica Nvidia Ion. Sua versão básica tem memória RAM de 2 GB e HD de 160 GB. As interfaces são uma porta HDMI, três USB, uma SPDIF, uma Ethernet e um leitor de cartões.

A versão mais potente do Revo 2 vem com memória RAM DDR3 de 4 GB e HD de 750 GB. Está incluso, além das conexões já mencionadas, drive de Blu-ray ou antena para sinal de TV digital. O Windows 7 tem a versão Home Premium e acompanha os dois tipos do nettop.

O Revo 2 tem protocolo DLNA e funciona com o Clear.fi, uma rede doméstica própria da Acer e exclusiva para produtos da fabricante. O preço do aparelho no Reino Unido é de 600 libras, algo em torno de 950 dólares.

Fonte: http://info.abril.com.br/noticias/blogs/gadgets/netbooks/acer-renova-seu-nettop/

Armazenamento externo: DAS, NAS e SAN

Quando você precisa de mais espaço de armazenamento no seu micro de trabalho, a opção mais comum é simplesmente comprar outro HD. Quando falamos em redes, entretanto, três siglas vêm à tona: NAS, DAS e SAN, acompanhadas geralmente por longas discussões sobre qual das três é mais adequada a determinada situação. Pode parecer estranho que uma grande empresa pague 50.000 dólares para implementar uma SAN, que oferece apenas alguns terabytes de espaço de armazenamento, quando seria possível obter o mesmo espaço usando um punhado de HDs comuns instalados em um servidor de arquivos, mas, como de praxe, existem fatores que justificam o investimento em muitas situações. Vamos então a uma explicação sobre as três tecnologias, começando com a mais simples: DAS.

A sigla DAS é abreviação de “Direct Attached Storage”. Ela se refere a dispositivos de armazenamento externo ligados diretamente ao servidor (ou a qualquer outro micro da rede), como no caso das gavetas de HD ligadas a portas eSATA (o eSATA é uma versão externa das portas SATA, que mantém a mesma velocidade de 150 ou 300 MB/s, mas permite o uso de um cabo externo) ou a portas USB, por exemplo.

Além de gavetas e suportes baratos para ligar HDs externos, a lista inclui dispositivos mais caros. Nas fotos a seguir temos dois exemplos. O primeiro é uma gaveta de HD simples, ligada em uma porta USB e o segundo é uma unidade eSATA da Micronet, que utiliza 5 HDs, com RAID via hardware e outras funções. Apesar da diferença de complexidade, temos em ambos os casos uma unidade externa ligada à uma porta USB ou eSATA, que não tem nada a ver com o uso da rede:

Um NAS (Network Attached Storage), por sua vez, roda um sistema operacional completo e funciona como um servidor de arquivos, ligado diretamente na rede. Em modelos antigos, o desempenho de leitura e gravação era limitado aos pouco mais de 10 MB/s permitidos pela interface de rede de 100 megabits, mas a grande maioria dos modelos atuais são equipados com interfaces Gigabit Ethernet, eliminando o gargalo.

Apesar disso, o desempenho varia muito de acordo com o modelo, não apenas devido a variações na configuração dos discos, mas em muitos casos devido a limitações de processamento da controladora. Um NAS baseado em uma controladora barata, com pouco poder de processamento, pode oferecer apenas 15 ou 20 MB/s de taxa de transferência (limitada pela velocidade da controladora), mesmo que utilize 4 HDs operando em modo RAID 5, por exemplo.

Os NASes são muitas vezes chamados de “network storage”, ou simplesmente de “storage”, termos que são mais descritivos para o público não-técnico do que “NAS”. Entre o público técnico, eles são também chamado de “filers” (arquivadores). O termo “storage” é na verdade um termo técnico genérico para soluções de armazenamento, que é usado também em outras situações, como no caso das SANs.

Existem muitas opões de NAS, que vão desde sistemas baratos, que custam pouco mais que uma gaveta USB, até equipamentos caros, que utilizam um grande número de HDs. Os modelos mais baratos comportam apenas um ou dois HDs e oferecem apenas funções básicas. Alguns modelos incluem também um transmissor wireless ou disponibilizam uma porta USB, o que permite que sejam ligados ao PC diretamente e sejam usados como um DAS. Modelos intermediários suportam em sua maioria 4 drives e modelos high-end ou racks para uso em datacenters suportam muitas vezes 8 drives ou mais.

Os modelos com apenas um HD são genericamente chamados de single-drive e os que utilizam dois ou mais são chamados de multi-drive. Alguns modelos são vendidos sem os drives, de forma que você pode instalar os HDs que quiser (eles são chamados de “diskless”) e são geralmente bem mais baratos, enquanto muitos fabricantes optam por vender os aparelhos com drives pré-instalados (chamados genericamente de “diskfull”), de forma a tentar agregar valor e trabalhar com margens de lucro um pouco maiores.

Um exemplo de NAS é Buffalo TeraStation Pro II, que permite o uso de 4 discos, que podem ser configurados em modo RAID 0, 1, 10 ou RAID 5. Originalmente ele vinha com 4 drives de 250 GB (daí o nome), mas logo foram lançadas versões atualizadas, com drives de 500 GB, 750 GB e 1 TB, totalizando até 4 TB de espaço de armazenamento:

O mostrador frontal exibe informações básicas, como o endereço IP usado pelo servidor, o status da conexão e a configuração dos discos, mas a configuração em si é feita remotamente, através da interface de administração via navegador. É através dela que você escolhe qual modo RAID será usado, altera a configuração de rede do NAS, cria os compartilhamentos de rede, executa operações administrativas (como realizar testes de superfície nos HDs ou recuperar o array RAID em caso de falha em um dos discos) e assim por diante.

O uso da interface web não é uma exclusividade do TeraStation, muito pelo contrário. Quase todos os modelos de NAS disponíveis são configurados via navegador, com alguns poucos modelos demandando o uso de um software cliente, ou sendo configuráveis apenas via linha de comando (via SSH ou Telnet).

Via de regra, um NAS não faz nada que um PC tradicional não possa ser configurado para fazer. Um número surpreendente deles utilizam processadores x86, rodam Linux e compartilham os arquivos com a rede utilizando o Samba. Ou seja, nada mais são do que PCs compactos, otimizados para a tarefa.

A principal vantagem é que eles são soluções prontas, que podem ser instaladas rapidamente, sem exigir muitos conhecimentos técnicos, o que os tornam ideais para uso em escritórios e redes domésticas, por exemplo. Os modelos mais simples são bem mais baratos que um PC, além de serem mais compactos e consumirem menos energia, enquanto os modelos mais caros oferecem mais espaço de armazenamento, recursos de redundância e de gerenciamento que permitem o uso em redes que demandam um maior nível de confiabilidade.

Existem ainda distribuições Linux ou BSD que permitem transformar um PC comum em um NAS de forma prática. Um bom exemplo é o FreeNAS (baseado no FreeBSD), que pode ser instalado de forma simples, ocupando apenas 32 MB, e é inteiramente administrado através de uma interface de gerenciamento via web, sem precisar de monitor. Ele suporta o uso de RAID, compartilhamentos via CIFS (Samba), FTP, NFS e SFTP, além de oferecer um grande volume de recursos de gerenciamento. Você pode baixá-lo no http://www.freenas.org. Outro projeto similar é o OpenFiler, disponível no http://www.openfiler.com.

Em muitas situações, entretanto, usar um NAS não é suficiente. Muitas empresas precisam de volumes gigantescos de espaço de armazenamento, que deve não apenas oferecer um desempenho muito bom, mas também incluir backup dos dados e redundância.

De acordo com a escala necessária, usar um único servidor, com HDs SATA regulares seria a solução mais barata, já que muitas placas-mãe possuem até 10 portas SATA (e você poderia adicionar mais portas instalando controladoras adicionais), de forma que, você poderia simplesmente instalar 10 HDs SATA de 1 TB e contar assim com um total de 10 TB de armazenamento.

Usando o Samba ou o NFS você não gastaria nada com o software, de forma que, além da mão-de-obra, o custo se resumiria ao preço dos HDs e dos demais componentes escolhidos. Usando um array RAID você poderia sacrificar parte do espaço de armazenamento para melhorar o desempenho e a confiabilidade, criando um array RAID 5, por exemplo.

O uso de um NAS, ou de um servidor de arquivos com vários HDs atende bem à maioria das redes de pequeno e médio porte. Entretanto, muitas empresas precisam de muito mais do que 10 TB de espaço de armazenamento, sobretudo quando falamos em grandes bancos de dados e aplicações web. Usar vários pequenos servidores seria uma solução barata, mas em compensação complexa e mais propensa a falhas. Surge então a opção de usar uma SAN (Storage Area Network).

Toda SAN usa HDs tradicionais como blocos básicos de montagem, que são ligados a uma unidade controladora, que se encarrega do acesso aos dados, RAID e outras funções. A unidade de armazenamento é ligada a um servidor através de uma interface dedicada, que pode ser tanto uma interface Fibre Channel quanto uma interface de rede Gigabit Ethernet ou 10 Gigabit Ethernet (usando o iSCSI). O servidor se encarrega então de distribuir os dados para os clientes da rede ou fornecê-los para aplicativos específicos, como no caso de um cluster de servidores web, que utilizam a SAN para armazenar um grande banco de dados usado para atender às requisições dos clientes.

Além da maior capacidade de armazenamento e de recursos de redundância, a principal diferença de uma SAN e um NAS ou um servidor de arquivos tradicional é que o SAN se comporta como se fosse uma única unidade de armazenamento, que o servidor pode acessar diretamente, de forma transparente. Ou seja, é como se você conectasse um único HD de 100 TB (por exemplo) no servidor, diferente de um NAS, que se comporta como um servidor de arquivos e pode ser acessado simultaneamente por vários clientes.

Apesar disso, na grande maioria dos casos o objetivo de usar uma SAN não é simplesmente obter um grande espaço de armazenamento, mas sim obter ganhos de desempenho e de confiabilidade para aplicações críticas. Imagine o caso de um cluster de servidores responsáveis pelo site de um grande portal. As páginas são montadas a partir de um enorme banco de dados, armazenado na SAN, que é acessado de forma conjunta por todos os servidores do cluster. As unidades de armazenamento combinam um grande número de HDs em RAID, o que as torna capazes de atender a um grande volume de requisições por segundo, o que permite atender aos muitos visitantes simultâneos. Além do desempenho e do armazenamento centralizado, temos também a questão da redundância, que garante que o sistema funcione de forma contínua, sobrevivendo a falhas em componentes diversos.

Os componentes básicos de uma SAN são um ou mais storage racks (as unidades de armazenamento, com os arrays de discos), um switch Fibre Channel, os cabos e o servidor ao qual a SAN é conectada. Apesar disso, é comum o uso de dois switchs e dois servidores, de forma a oferecer um sistema redundante (o segundo servidor fica a postos para assumir o lugar o primeiro em caso de falha). Os componentes são ligados como na figura abaixo, de forma a garantir que o sistema continue funcionando caso qualquer um dos componentes falhe. O próprio array de discos é constituído por componentes redundantes, incluindo o uso de fontes e outros circuitos redundantes e RAID:

A principal vantagem do uso de uma SAN é que o sistema pode ser expandido conforme necessário, incluindo mais storage racks e mais switchs. Os diferentes arrays podem então ser acessados por diferentes servidores e, dependendo da configuração, até mesmo serem configurados para se comportarem como uma única unidade, com as capacidades somadas. Se dinheiro não for problema, é possível atingir facilmente a marca de 100 terabytes de espaço de armazenamento, com direito a um sistema de redundância completo.

O grande problema é mesmo a questão do custo, já que uma SAN completa pode facilmente superar a marca dos US$ 50.000 (sem incluir os impostos). Isso faz com que elas fiquem restritas a ambientes onde as vantagens compensam o maior custo. Para pequenas redes, servidores com diversos HDs (configurados como um array RAID) acabam sendo a melhor opção, já que podem oferecer um espaço de armazenamento similar ao de uma pequena SAN (embora com um desempenho e confiabilidade inferiores) a uma fração do custo.

Storage rack com redundância

Continuando, é possível também que um único array seja dividido em várias unidades lógicas, cada uma com um identificador próprio (chamado de LUN, ou “Logical Unit Number”), de forma a permitir que cada uma das unidades lógicas seja acessada por um servidor diferente. Isso permite centralizar o armazenamento de dados da rede, armazenando todos os dados importantes na SAN, ao invés de utilizar HDs separados em cada servidor. As unidades podem ser inclusive redimensionadas durante o uso, realocando o espaço entre os servidores conforme necessário.

O Fibre Channel é um padrão de redes desenvolvido especialmente para uso de unidades remotas de armazenamento. Existem diversos padrões de Fibre Channel, que incluem o 1GFC (1.06 gigabits), 2GFC (2.12 gigabits), 4 GFC (4.25 gigabits), 8GFC (8.5 gigabits) e o 10GFC (10.5 gigabits), sendo que atualmente (2008) os padrões mais usados ainda são o 2GFC e o 4GFC.

Existem três topologias de Fibre Channel: Ponto-a-ponto (dois dispositivos ligados diretamente), Arbitrated loop (onde os dispositivos são ligados uns aos outros, formando um anel) e Switched fabric (onde os dispositivos são ligados a um switch central, de forma similar ao que temos em uma rede de par trançado). Como pode imaginar, a topologia Switched fabric é de longe a mais utilizada atualmente.

Switch Fibre Channel

Embora exista um padrão de Fibre Channel que utiliza fios de cobre, os cabos de fibra óptica são de longe os mais comuns. É possível utilizar cabos de fibra óptica de até 50 km, utilizando cabos monomodo, mas o mais comum é que sejam usados cabos multimodo (mais baratos e suficientes para a maioria das situações), que oferecem um alcance de até 300 metros. Tipicamente, os cabos são curtos, com de 2 a 10 metros, de forma que a questão do alcance raramente é um problema. As controladoras Fibre Channel são chamadas de FC HBA (Fibre Channel Host Bus Adapter).

Fibre Channel HBA e conectores de um cabo Fibre Channel LC/LC

Outra tecnologia, mais recente, é o iSCSI (pronuncia-se “ai-iscâzi”), que permite que o cliente (chamado de initiator) envie comandos SCSI para um array de armazenamento (chamado de target) via TCP/IP, utilizando uma rede Ethernet tradicional. Isso permite que eles (os arrays) sejam acessados como se fossem unidades de armazenamento local através de cabos de rede. Você pode pensar no iSCSI como um protocolo para encapsular comandos de acesso a disco, juntamente com os dados resultantes, transformando-os em pacotes TCP/IP.

A função é basicamente a mesma do Fibre Channel, ou seja, interligar os servidores aos arrays de discos que formam a SAN, mas nesse caso a um custo mais baixo, já que dispensa o uso dos caros switchs, controladores e cabos Fibre Channel, substituídos por cabos de rede e switchs Ethernet.

Abaixo temos uma controladora iSCSI Adaptec 7211C. À primeira vista ela parece uma placa de rede, incluindo o uso do conector RJ45, mas a presença do processador, chipset e chips de memória denunciam sua verdadeira função. As controladoras iSCSI (chamadas de iSCSI HBA) executam muito mais processamento que uma simples placa de rede e, por isso, incluem um volume muito maior de componentes. Quando instaladas, as controladoras iSCSI são vistas pelo sistema como controladoras de disco e não como interfaces de rede:

As funções da controladora iSCSI podem ser também executadas via software (o software cliente é chamado de “iSCSI initiator”), o que permite utilizar uma placa de rede Ethernet regular no lugar da controladora iSCSI. O desempenho é naturalmente mais baixo, mas a redução no custo faz com que esta seja a opção mais usada em pequenas instalações. Com relação ao cabeamento, o ideal é que seja utilizado um segmento dedicado entre o servidor e os arrays de discos, mas o tráfego do iSCSI pode conviver com o tráfego Ethernet da rede, de forma que (embora não seja a solução ideal do ponto de vista do desempenho, nem da segurança) é possível simplesmente ligar os arrays em uma rede já existente, utilizando inclusive links de longa distância, o que permite a criação de sistemas de armazenamento remoto.

Esta ilustração, cortesia da Adaptec, mostra um exemplo de SAN usando o iSCSI. Nele, os dois servidores compartilham o mesmo array de discos, acessado através de um par de switchs Ethernet. O uso de dois switchs e duas placas de rede em cada servidor visam adicionar uma camada de redundância contra falhas nos equipamentos de rede. No exemplo, o primeiro servidor usa controladoras iSCSI dedicadas e o segundo utiliza um software iSCSI initiator, combinado com duas placas de rede comuns:

A popularização dos arrays iSCSI tornou as SANs muito mais acessíveis. Montar uma pequena SAN usando Fibre Channel custa, pelo menos, US$ 10.000 (sem contar os impostos) apenas em equipamento básico (o array de discos, o switch, as controladoras e os cabos), sem sequer incluir os HDs. Um array de discos iSCSI, por sua vez, pode ser ligado diretamente a uma placa Gigabit Ethernet no servidor, o que torna possível montar uma pequena SAN utilizando apenas o array (os mais simples custam a partir de US$ 1500) e os HDs.

Aqui temos o iX8-RAID, um exemplo de array iSCSI de baixo custo. Ele permite o uso de até 8 HDs SATA, que podem ser usados em modo RAID 0, 10, 5 ou 6 e é conectado ao servidor através de uma ou duas interfaces Gigabit Ethernet (a segunda é usada para redundância).

Ele inclui um processador Intel IOP 331 e 512 MB de memória, usada pra cache de disco e é administrado através de uma interface web, mas, diferente de um NAS, ele não compartilha arquivos diretamente na rede. Depois de ligá-lo ao servidor, você instala o iSCSI initiator, que faz com que ele seja visto pelo servidor como uma unidade local. A partir daí, você pode formatar os discos e usar o espaço como quiser, inclusive criando compartilhamentos de rede:

Com 8 HDs, os modos RAID com melhor custo-benefício são os modos 5 e 6. Optando pelo RAID 5, você sacrifica o espaço equivalente a apenas um dos discos e tem segurança contra falha de qualquer um dos HDs. Melhor ainda, o sistema pode continuar funcionando normalmente, mesmo sem um dos HDs, já que a controladora é capaz de reconstruir os dados a partir dos códigos de paridade em tempo real.

A falha é reportada através do display frontal e através da interface web (opcionalmente, você pode configurar também o envio de avisos por e-mail) e a troca pode ser feita à quente, sem precisar desativar a SAN. Desde que dois HDs não falhem simultaneamente e que você não demore muito para trocar o HD defeituoso, todos os dados ficam protegidos. Existe ainda a opção de usar o modo RAID 6, onde dois dos HDs são sacrificados, dobrando o volume de bits de redundância e permitindo que o array resista à falha de dois dos HDs.

Hoje em dia é comum também o uso de servidores de armazenamento que oferecem diversas opções de interface de comunicação, já que isso adiciona relativamente pouco (proporcionalmente) ao custo. Eles podem ser tanto usados em uma SAN, conectados via iSCSI ou Fibre Channel quanto trabalharem ligados diretamente na rede, como um NAS. Nas fotos temos um StorMaster SNi-4020ez SAN NAS iSCSI Storage Server, um exemplo de storage rack de maior porte, que oferece as três interfaces e permite o uso de até 40 HDs (com mais dois HDs extra, instalados na parte traseira, usados pelo sistema operacional):

fonte http://www.gdhpress.com.br/

HDs e interfaces

Quando falamos em HDs para servidores, a primeira sigla que vem à mente é o SCSI, resultado da supremacia de muitos anos sobre os HDs IDE. Entretanto, o antigo barramento SCSI paralelo está dando lugar a uma versão serial, o SAS, da mesma forma que os antigos HDs IDE deram lugar aos HDs com interface SATA.

O SAS (Serial Attached SCSI), é um barramento serial, muito similar ao SATA utilizado em HDs domésticos em diversos aspectos, mas que adiciona várias possibilidades interessantes voltadas para o uso em servidores. As versões iniciais do SAS suportavam taxas de transferência de 150 e 300 MB/s. Recentemente, foi introduzido o padrão de 600 MB/s e passou a ser desenvolvido o padrão seguinte, de 1.2 GB/s. A evolução é similar à do padrão SATA (note que as velocidades são as mesmas), porém o SAS tende a ficar sempre um degrau acima.

A maior velocidade é necessária, pois o SAS permite o uso de extensores (expanders), dispositivos que permitem ligar diversos discos SAS a uma única porta. Existem dois tipos de extensores SAS, chamados de “Edge Expanders” e “Fanout Expanders”. Os Edge Expanders permitem ligar até 122 discos na mesma porta (existem originalmente 128 endereços, mas apenas 122 deles podem ser usados, por limitações do protocolo de endereçamento), enquanto os Fanout Expanders permitem conectar até 128 Edge Expanders (cada um com seus 122 discos!), chegando a um limite teórico de até 15.616 discos por porta SAS. Naturalmente, conectar tantos HDs a uma única porta não seria nada bom do ponto de vista do desempenho, já que a interface se tornaria um grande gargalo, mas a possibilidade existe.

Este recurso foi desenvolvido pensando sobretudo nos servidores de storage, que armazenam um grande volume de informações acessadas com pouca freqüência. Com a popularização dos webmails e outros serviços, o armazenamento de grandes quantidades de dados tornou-se um problema. Não estamos falando aqui de alguns poucos gigabytes, mas sim de vários terabytes ou mesmo petabytes de dados. Imagine o caso do Gmail, por exemplo, onde temos vários milhões de usuários, cada um com mais de 6 GB de espaço disponível.

Os extensores SAS normalmente possuem a forma de um gabinete 1U ou 2U, destinados a serem instalados nos mesmos racks usados pelos próprios servidores. É muito comum que eles sejam chamados de “JBOD”. Nesse caso, a sigla não faz referência ao JBOD que vimos na descrição sobre os modos RAID, mas sim ao fato de o expander simplesmente oferecer acesso aos discos, sem implementar nenhum dos modos RAID por si mesmo. A tarefa no caso fica a cargo da controladora. Na maioria, os discos são instalados em gavetas removíveis e podem ser trocados com o servidor ligado (hot swap). Isto permite substituir rapidamente HDs defeituosos, sem precisar desligar o servidor:

Adaptec S50 JBOD: SAS Expander com 12 baias

Nesses casos, seria utilizado um sistema RAID, onde parte do espaço e armazenamento é destinado a armazenar informações de redundância, que permitem restaurar o conteúdo de um HD defeituoso assim que ele é substituído, sem interrupção ou perda de dados. Ao contrário das controladoras RAID de baixo custo, encontradas nas placas-mãe para desktop, que executam suas funções via software, as controladoras SAS tipicamente executam todas as funções via hardware, o que facilita a configuração (já que deixa de ser necessário instalar drivers adicionais) e oferece um maior desempenho e maior flexibilidade.

As controladoras SAS incluem normalmente 4 ou 8 portas e são instaladas em um slot PCI Express (ou PCI-X, no caso de placas mais antigas). Nada impede também que você instale duas ou até mesmo três controladoras no mesmo servidor caso precise de mais portas:

Controladora SAS

Pela foto, a controladora parece ter apenas duas portas, mas os dois conectores são, na verdade, conectores Mini SAS 4i (SFF-8087). Cada um dos dois conectores concentra 4 portas SAS, o que (no SAS 300), resulta em uma banda total de 1.2 GB/s, quase 4 vezes o oferecido por uma controladora SCSI 320. Eles permitem instalar até 8 HDs SAS ou SATA (sem redundância) ou 4 HDs SAS usando o modo redundante, onde cada HD é conectado simultaneamente a duas portas, de forma a garantir a operação em caso de falhas em qualquer uma das portas da controladora.

Cabo SAS SFF-8087

Existe também uma versão externa do conector (o SFF-8088), que é destinado à conexão de unidades de armazenamento externas, sendo que uma única unidade pode oferecer 12, ou até mesmo 24 HDs: um espaço de armazenamento mais do que generoso.

Como vimos, os conectores internos são chamados de “Mini SAS 4i” (o “4″ indica o número de portas e o “i” vem de “internal”), enquanto os conectores externos são chamados de “Mini SAS 4x” (“x” de “external”). Ambos os conectores agrupam 4 portas SAS e oferecem a mesma taxa de transferência. Muda apenas o formato do conector e seu uso. Temos aqui um exemplo de controladora SAS com conectores Mini SAS 4x, conectada a uma unidade de armazenamento externa:

Via de regra, controladoras SAS dedicadas incluem uma certa quantidade de memória RAM. Parte da memória é usada para executar o software de controle e realizar operações diversas (a controladora é praticamente um computador à parte), mas a maior parte fica disponível para o cache de leitura e gravação. Este cache complementa os caches incluídos nos HDs, aumentando o volume de dados armazenados. Na maioria dos casos, os chips de memória são soldados à controladora, mas muitas utilizam um módulo de memória DIMM ou SO-DIMM substituível, o que permite atualizar a controladora, instalando a quantidade de cache desejada.

Usar tanto cache de disco aumenta a probabilidade de perda de dados em caso de falta de energia, já que a memória RAM usada no cache é volátil e a perda dos dados armazenados nos chips de memória faz com que operações ainda não gravadas nos discos sejam perdidas. Para solucionar o problema, muitas controladoras suportam o uso de uma BBU (Battery Backup Unit), uma bateria externa que conserva os dados na memória, de forma que eles possam ser gravados nos discos assim que o servidor for novamente ligado:

Destaque do módulo SO-DIMM em uma controladora SAS e o módulo de bateria de uma Areca ARC-1120

O padrão SAS oferece compatibilidade retroativa com os HDs SATA, permitindo que você use HDs SATA convencionais em uma controladora SAS, como uma forma de cortar custos, sem ter que abrir mão da possibilidade de usar os extensores. É possível também combinar HDs dos dois padrões, usando HDs SATA comuns em tarefas que demandem um nível menor de confiabilidade (unidades de backup, por exemplo), reservando os caros HDs SAS para as tarefas principais.

A única diferença visível entre um HD SATA e um SAS é o chanfro usado no conector. Embora os contatos sejam iguais, o conector SATA possui um chanfro que separa o conector de dados do conector de energia, enquanto o SAS utiliza um conector inteiriço. Com isso, um HD SATA pode ser plugado normalmente em uma controladora SAS, mas o inverso não é possível:

Conectores de um HD SATA (acima) e de um HD SAS

Como citei no início do capítulo, uma das principais desvantagens do uso de HDs IDE em servidores era a ausência do suporte a NCQ, que os tornava muito mais lentos que os SCSI em operações de acesso aleatório (que são justamente as operações predominantes em servidores), mesmo que as demais características dos HDs fossem similares. Com a popularização dos HDs SATA com suporte a NCQ, esta barreira deixou de existir, fazendo com que o desempenho dos HDs para uso doméstico ficasse muito mais próximo do oferecido pelos HDs SCSI para uso em servidores, que são muito mais caros.

A maior parte dos HDs de alto desempenho, com rotação de 15.000 RPM, que antes só existiam em versão SCSI, estão sendo lançados também em versão SAS. Nos próximos anos é de se esperar que o SAS substitua completamente o SCSI, assim como o SATA já substituiu quase que completamente o IDE nos desktops.

Você pode se perguntar como HDs SAS e SCSI, destinados a servidores, conseguem conviver com HDs SATA tradicionais, que em muitos casos oferecem um custo por megabyte até 10 vezes menor. O primeiro fator é a questão do desempenho, já que muitos HDs para servidores oferecem rotação de 15000 RPM e utilizam discos de 2.5″ (mesmo que o HD em si ocupe uma baia de 3.5″), como no caso deste Hitachi 15K300 SAS:

Em situações normais, discos menores significam um desempenho mais baixo (como no caso dos HDs para notebook), mas, nestes casos, a combinação de mecanismos de movimentação especialmente desenvolvidos e a maior velocidade de rotação permitem que o HD trabalhe com tempos de acesso bastante baixos, o que resulta em um desempenho em leituras aleatórias muito superior ao de um HD de 10000 RPM tradicional.

Em um servidor típico, são realizadas um enorme número de pequenas leituras, que são usadas para montar as páginas ou arquivos que serão enviados aos clientes. Um fórum com um grande número de mensagens pode facilmente resultar em um banco de dados de 10 ou mesmo 20 GB, contendo uma infinidade de pequenas mensagens de texto e ter 1000 ou 2000 visitantes simultâneos em determinados períodos.

Para cada página a ser exibida, o servidor precisa ler várias entradas dentro do banco de dados (o tópico propriamente dito, informações sobre os usuários e assim por diante), que são então processadas pelo sistema do fórum (geralmente composto por um conjunto de scripts em PHP). Mesmo com o uso de caches, não é difícil imaginar que tantas requisições simultâneas levam o desempenho dos HDs ao limite. Nesse cenário, qualquer redução no tempo de acesso representa um grande ganho de desempenho.

O segundo fator é a questão da confiabilidade. Os HDs usados em servidores são submetidos a um regime de trabalho muito mais intenso do que em um desktop típico e, quase sempre, operam continuamente, até que sejam substituídos. HDs destinados a servidores utilizam cabeças de leituras mais rígidas, motores de rotação mais confiáveis, carcaças mais resistentes e oferecem uma qualidade de construção melhor, já que o fabricante pode se dar o luxo de usar os melhores materiais disponíveis, sem precisar contar os centavos, como em um HD para desktop.

Isso não significa que os HDs para desktop não possam ser usados em servidores. A grande maioria dos servidores web e pequenos servidores em geral (que são a esmagadora maioria quando falamos em números absolutos) utilizam HDs SATA tradicionais. Existem inclusive muitos casos de servidores que ainda utilizam discos IDE e provavelmente vão continuar utilizando até que eles parem definitivamente de funcionar por um defeito mecânico qualquer.

A principal questão é que a possibilidade de um HD SATA destinado a desktops apresentar um defeito prematuro quando submetido à pesada carga de trabalho de um servidor é maior do que a de um HD SAS especialmente construído. É a velha questão da confiabilidade versus custo. Se o objetivo é oferecer um servidor dedicado de baixo custo, que será locado por 80 dólares mensais, é natural que o datacenter use HDs tradicionais, oferecendo provavelmente um plano de backup opcional. Uma parte dos HDs vai apresentar defeitos nos dois primeiros anos de uso, mas os demais irão continuar funcionando por 4 anos, ou até mais. Se o custo relacionado à possibilidade de perda de dados e o ao downtime relacionado à substituição dos HDs e reconfiguração dos servidores for inferior à economia, então a escolha vale a pena.

Entretanto, quando falamos de servidores de missão crítica, o caminho natural passa a ser usar os HDs mais confiáveis, já que qualquer interrupção no serviço pode custar muito mais do que qualquer economia feita nos HDs. Temos também os casos em que o ganho por utilizar HDs SAS de alto desempenho pode compensar o maior investimento, já que um melhor desempenho equivale a mais requisições e, conseqüentemente, mais clientes atendidos. A perda acumulada de algumas visitas diárias, ao longo de alguns anos, poderia corresponder a um prejuízo equivalente a várias vezes o valor investido nos HDs, embora cada caso seja um caso.

Entretanto, vale lembrar que a confiabilidade pode ser obtida também através do uso de RAID, de forma que muitos preferem utilizar HDs domésticos, reservando mais discos do array RAID para redundância. Se um HD SAS custa o dobro de um HD SATA equivalente, por exemplo, faria mais sentido comprar dois HDs SATA e usá-los em RAID 1, do que usar um único HD SAS.

Um bom exemplo de uso desta filosofia é o Google, que utiliza servidores de baixo custo, montados com HDs e placas comuns, o que permite que construam seus gigantescos datacenters a preços relativamente baixos. Quase todas as funções de redundância e tolerância a falhas são implementadas via software e as transferências entre os servidores são realizadas usando as próprias interfaces de rede.

Existem ainda casos de HDs SATA destinados a uso em servidores (procure dentro da seção “enterprise” nos sites dos fabricantes), como o Seagate NL35 e o Western Digital WD2500YD, que oferecem uma boa confiabilidade e são bem mais baratos que um HD SAS típico.